JP5009722B2 - 二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、二輪車用空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に、高速時の操縦安定性能、バイクを大きく倒す深いコーナリング時のトラクション性能、タイヤショルダー部の耐摩耗性能、及び、直進走行時の乗り心地性能を向上させた二輪車用空気入りタイヤに関する。

高性能の二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤの回転速度が高速となるので遠心力の影響が大きく、タイヤのトレッド部分がタイヤ径方向外側に膨張してしまって操縦安定性能を害する場合がある。これを防止するために、タイヤのトレッド部分に、有機繊維やスチールの補強部材（スパイラル部材）を、タイヤ赤道面（タイヤセンター）と概略平行になるように、ぐるぐると巻きつけるタイヤ構造が開発されている。タイヤ赤道面に沿ってスパイラル状に巻きつける補強部材としては、ナイロン繊維（「ナイロン」はデュポン社の登録商標）や芳香族ポリアミド（ケブラー）、スチールなどを用いている。中でも、芳香族ポリアミド（ケブラー）やスチールは、高温時においても伸張せずにトレッド部分の膨張を抑制することができるため、注目されつつある。

これらの部材をタイヤのクラウン部分にまきつけた場合に、いわゆる「たが」効果（風呂桶のたがのようにタイヤのクラウン部を押さえつけて、高速でタイヤが回転した場合でもタイヤが遠心力で膨らむことなく、高い操縦安定性能や耐久性を示す効果）を高めることが出来るので、スパイラルコードをタイヤのクラウン部に配置することが多数提案されている（例えば特許文献１〜５参照）。
これらのスパイラル部材を巻きつけた二輪車用空気入りタイヤにおいては、高速時の操縦安定性能が優れ、トラクション性能が非常に高いことが知られている。

しかし、二輪車用空気入りタイヤを装着した車両（例えばバイク）を大きく倒したときの操縦安定性能（特に旋回性能）については、補強部材（スパイラル部材）を巻きつけたからといって飛躍的に向上するわけではない。ライダーなどからは、バイクを大きく倒した時のグリップ性の向上を要望されることもある。
また、スパイラル部材を配置したことによってタイヤの骨格部材が硬くなり、直進時の乗り心地性能が悪化すると指摘されることもしばしばある。
特開２００４−０６７０５９号公報 特開２００４−０６７０５８号公報 特開２００３−０１１６１４号公報 特開２００２−３１６５１２号公報 特開平０９−２２６３１９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、スパイラルベルト部材を設けたことによるタイヤ諸性能の低下を抑えた二輪車用空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、本発明を完成するにあたり、以下の検討を行った。
二輪車用空気入りタイヤでは、２輪車が車体を傾けて旋回することから、直進時と旋回時とでは、トレッド部が地面と接する場所が異なる。つまり、直進時にはトレッド部の中央部分を使い、旋回時にはトレッド部の端部を使う特徴がある。そのためにタイヤの形状が乗用車用のタイヤに比べて非常に丸い。この丸いクラウン形状（タイヤのトレッド部分の形状）によって、特に旋回中は次のような独特な特性が見られる。

二輪車用空気入りタイヤでは、特に車体を大きく倒した場合の旋回性能については、タイヤのトレッドの片側の端部が接地してグリップ力を発生させている。車体を大きく倒して旋回する場合、図６に示すような接地状態となる。接地している範囲の幅はトレッド全体の幅の２５％程度である。このときの接地形状について考察すると、図６のように、接地形状のセンター寄りと、接地形状のトレッド端部寄りとでトレッド部の変形状態が異なる。トレッド部１０８のタイヤの回転方向（タイヤ周方向、またはタイヤ前後方向とも呼ばれる）の変形を見てみると、センター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態であり、トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅではブレーキング状態である。

ここで、ドライビングとは、タイヤを赤道方向にそって輪切りにした場合に、そのトレッド部分の変形が、トレッド下面（タイヤ内部の骨格部材に接している面）がタイヤ進行方向後方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面がタイヤ進行方向前方に変形しているせん断状態のことであり、ちょうどタイヤに駆動力をかけたときに起こる変形である。一方、ブレーキングはドライビングの逆であり、ブレーキングでは、トレッドの変形はタイヤ内部側（ベルト）が前方にせん断される力を受け、路面に接地しているトレッド表面が後方に変形しているせん断状態となっており、制動したときのタイヤの動きとなる。図６のように、キャンバ角４５度のように大きな角度で傾いて旋回するときには、タイヤに駆動力や制動力が加わっていない状態での回転でも、トレッドセンター寄りの接地領域にドライビング状態が現れ、トレッド端部寄りにブレーキング状態が現れる。これは、タイヤのベルト部の半径の差（径差）による。二輪車用空気入りタイヤでは、タイヤのクラウン部が大きな丸みを帯びているため、回転軸からベルトまでの距離がトレッドセンター部とトレッド端部とで大きく異なる。図６の場合では、接地部分のセンター寄りの位置での半径ＲＣは、接地部分のトレッド端部寄りの位置での半径ＲＡよりも明らかに大きい。タイヤが回転する角速度は同じであるので、ベルト部の速度（タイヤが路面に接触している場合では、路面に沿ったタイヤ周方向の速度をいう。ベルト半径にタイヤ角速度をかけたもの）は、半径の大きいＲＡの部分の方が速い。タイヤのトレッド表面は、路面に接触した瞬間では前後方向にせん断される力を受けていないが、路面に接触したままタイヤ回転にあわせて進み、路面から離れるときには前後方向のせん断変形を受けている。このとき、ベルトの速度が速いタイヤセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃではドライビング状態のせん断変形が生じており、タイヤのトレッド端部側（トレッド端部寄りのトレッド部分１０８Ｅ）ではベルトの速度が遅いのでブレーキング変形が生じている。これが、トレッド部１０８の前後方向の変形形態である。
このような旋回中の余計な変形によって、タイヤショルダー部では偏摩耗を起こしやすい。特にトレッド端から１０％未満の領域である領域Ａ（図６参照）では、ブレーキング変形が大きいため、蹴り出し部分でタイヤ周方向に滑りやすく摩耗が起こり易い。

また、トレッドが前方や後方の逆の剪断変形を起こすことから、無駄な挙動を含み、旋回時のタイヤグリップ力に無駄が生じる。図６に示した領域Ａは、既にタイヤ周方向にせん断変形を受けており、横力が加わってトレッドが横に変形しようとしても、既にタイヤ周方向に摩擦係数を使っているため、横方向に１００％の摩擦係数を使えずに非効率となる。理想的には接地しているトレッド部分の変形が周方向には生じずに全て横方向に発生すれば横力は最大となる。また、周方向のトレッドの変形にバラツキがあると、滑り方にもバラツキが発生する。例えば、タイヤが傾いたままタイヤに駆動力を加えて加速するときでは、すでにドライビング状態にあるセンター寄りのトレッド部分１０８Ｃでは駆動力がタイヤに加わるとすぐに駆動グリップ力が発揮されるが、すでにブレーキング状態にあるトレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅでは、一度ブレーキング変形がニュートラルに戻り、それから駆動側の変形へとシフトするため、なかなか駆動力に寄与できない。トレッド端寄りのトレッド部分１０８Ｅをドライビング状態にするためには、大きなトラクション力が必要であり、このようなトラクション力を加えるためにアクセルを開いてタイヤに駆動力を加えると、もともとドライビング状態にあるタイヤセンター側のトレッドが滑って空転状態に陥りやすい。

このような問題に対して、もともとブレーキング側にあるタイヤショルダー部のトレッド変形を、少しでもドライビング側にしておけば、トレッド端部でもトラクション力を大きく発揮できると考えられる。このためには、トレッド端部でのベルトの速度を速めることが解決方法の１つであるが、このベルトの速度は先に述べたようにベルト半径によって決まっており、ベルト半径を大きくし過ぎると二輪車用空気入りタイヤとして用いることができなくなる。

そこで、トレッド端部については、接地してからタイヤ周方向にベルトが伸びやすい構造にすることで、ベルト速度を速めることが考えられる。すなわち、大キャンバ角度が付く旋回時（以下、大キャンバ時という）において、接地部分のうちセンター側半部はベルトがタイヤ周方向（赤道方向）に伸びない構造で、トレッド端側の半部はベルトがタイヤ周方向に伸び得る構造とすれば、接地してからトレッド端側のベルトが伸びることでトレッド端側のベルト速度が増し、トレッド端側のブレーキング変形を少なくすることができる。その結果、大キャンバ時のトラクション性能（バイクを大きく傾けた旋回からの加速性能）が向上する。

従来の技術では、スパイラルベルト層をトレッドの全領域に巻きつけることが普通である。このようなタイヤであるとトレッドのショルダー部のベルトを赤道方向に伸ばすことはできない。そこで、スパイラルベルトをトレッド端部付近に巻かずに、センター側だけの配置とすれば、大キャンバ時にトレッド端部のべルト速度が増して、トラクション性能を向上させることができる。また、大キャンバ時にトレッドショルダー部のベルトの速度が増すということは、トレッドセンター側のベルトの速度に近づくことであり、これによって、接地しているトレッド部分の余計な動きが抑制される。つまり、これまで逆方向の剪断力を受けるトレッドが、同じ方向の剪断力を受けることになり、無駄な動きが排除されて、偏摩耗の発生を抑制することができる。またトレッドセンター部にはスパイラルベルト層が配置されているため、高速走行時（速度が速いので、二輪車用空気入りタイヤを装着している車両（バイクなど）が直立している時）でのタイヤの遠心力による膨張を抑制することができ、結果として高速時の操縦安定性能が、全幅のスパイラルベルト層を持つタイヤ並みに維持される。

一方、直進時の変形挙動について確認した。図６に、ＣＡ０で直立してバイクが直進する場合のタイヤの断面形状を示す。接地している範囲は、加速時やブレーキング時に荷重変動した場合は変動するが、ほぼトレッド幅の２５％程度である。このとき、トレッド部で屈曲を受けているのは、接地幅の接地端部近傍であり、この領域でトレッドが曲がりやすければ乗り心地性能が向上する。この接地端部近傍にスパイラルベルトが存在する場合では、スパイラルベルトが十分に固く、さらにスパイラルベルトに併せて使用している交錯ベルトの動きを拘束するため、タイヤの骨格部材が硬くなりすぎて乗り心地性能が悪化する場合がある。

本発明者は、以上のような検討を行うとともに実験を重ねて更に検討を加え、本発明を完成するに至った。
請求項１に記載の発明は、一枚以上のカーカスプライで形成されたカーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターからトレッド表面に沿って０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、前記スパイラルベルト層は、タイヤセンターを跨るセンター側スパイラルベルト部材と、タイヤ幅方向両側のトレッドショルダー側にそれぞれ配置された一対のショルダー側スパイラルベルト部材と、を備え、前記センター側スパイラルベルト部材と前記ショルダー側スパイラルベルト部材との隣り合う端部同士は、トレッド表面に沿って０．１Ｌ〜０．４２Ｌの範囲内の間隔で離れており、タイヤセンターから前記センター側スパイラルベルト部材の端部までのトレッド表面に沿った距離が０．０８Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内であり、タイヤセンターから前記ショルダー側スパイラルベルト部材のタイヤセンター側の端部までのトレッド表面に沿った距離が０．２５Ｌ〜０．５Ｌの範囲内であることを特徴とする。

スパイラルベルト層のコード角度をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内としたのは、製造上の誤差を考慮したからである。
請求項１に記載の発明では、スパイラルベルト層を３分割して、タイヤセンター部に１つ、そしてトレッドの両側に一対、の合計３枚を配置することを規定している。センター側スパイラルベルト部材は、タイヤが直進時に高速回転したときのタイヤセンター部の膨張を防止する役目があり、タイヤセンター部が膨張しなければ、トレッドセンター部の接地圧が高速転動で上がらずにトレッドセンター部のゴムが故障することを防止できる。また、高速転動時にタイヤセンター部でタガ効果を発揮するため、高速転動時の操縦安定性能を確保できる。

また、請求項１に記載の発明では、センター側スパイラルベルト部材のペリフェリ方向幅を規定している。ここで、ペリフェリ方向幅とは、外周に沿った略円弧方向の幅のことである。上述したとおり、車体が直進して走行しているときの接地部分はタイヤセンター部の２５％の領域である。つまり、トレッド全幅を２Ｌとすれば、センター部の０．５Ｌの幅について接地している。センター部に巻くスパイラルベルト部材（センター側スパイラルベルト部材）の幅がタイヤセンター（センターライン）から片側に０．０８Ｌであれば、両側で０．１６Ｌの幅となり、これは接地幅０．５Ｌの１／３である。このように、接地部位の少なくとも１／３の領域にセンター側スパイラルベルト部材を巻きつけることにより、タイヤが膨張するのを防止できる。下限の０．０８Ｌは、センター側スパイラルベルト部材によって直進時でのタイヤセンター部の遠心力膨張を防止するための最低限の幅である。センター側スパイラルベルト部材の幅が０．０８Ｌよりも小さいと、タイヤの遠心力膨張を防止する効果が少なくなる。上限の０．２５Ｌは、すなわち直進時の接地部位の幅と同じである。タイヤセンターから０．２５Ｌの幅であるため、両側で０．５Ｌとなり、これは接地幅となる。幅が０．５Ｌを超えると、最も変形の厳しい接地端部ＳＥ（図６参照）においてもスパイラルベルト部材が存在することになり、トレッド部のベルト骨格がたわみにくくなり、乗り心地性能が悪化する。

更に、請求項１に記載の発明では、トレッドショルダー部に配置された一対のショルダー側スパイラルベルト部材のタイヤセンター側の端部位置をタイヤセンターから０．２５Ｌ〜０．５Ｌの範囲内とした。タイヤセンターから０．２５Ｌよりも小さい位置からショルダー側スパイラルベルト部材を巻き始めると、図６での直進時のタイヤ断面において最も変形の大きい部位についてもスパイラルベルト部材が存在することになり、直進時の乗り心地性能が悪化する。市販のバイクでは、一般的な使い方をした場合では直進走行をしている時間が長く、直進時の乗り心地性能は重要である。また、タイヤセンターから０．５Ｌよりも幅の広い位置からスパイラルベルトを巻き始めると、トレッドショルダー部のスパイラルベルトの幅が狭くなりすぎる。即ち、図６において、ＣＡ５０度で旋回するときの接地幅は、トレッド端部から０．５Ｌの範囲である。特に、図６において、領域Ｃにスパイラルベルト部材を巻いておかないと、ＣＡ５０度のベルト面内剪断剛性が不足するだけでなく、領域Ｃのベルトも周方向に伸びやすくなるため、本発明の効果が発揮できなくなる。つまり、ＣＡ５０度で旋回する領域にスパイラルベルト部材を巻くためには、タイヤセンターから０．５Ｌ以下の位置からスパイラルベルトを巻かなくてはならない。

なお、センター側スパイラルベルト部材と、ショルダー側スパイラルベルト部材とは異なる構成にされていてもかまわない。例えばセンター側スパイラルベルト部材を芳香族ポリアミドのような有機繊維からなるものとすれば直進時の乗り心地性能がさらに良くなる。また、ショルダー側スパイラルベルト部材をスチール製とすれば、ベルト面内剪断剛性を高めることができて、ＣＡ５０度のような大ＣＡ時での旋回性能をさらに高めることが可能である。

また、請求項１に記載の発明では、タイヤセンター部を跨るセンター側スパイラルベルト部材と、タイヤ幅方向両側のトレッドショルダー側に配置された一対のショルダー側スパイラルベルト部材との間（隣り合う端部同士の間隔）は０．１Ｌ〜０．４２Ｌの範囲内とされている。これにより、骨格部材の柔軟性を持たせ、タイヤが直進したときにたわみやすくしている。即ち、図７において、トレッドの変形が最も厳しくなる接地端部ＳＥの近傍領域にこの隙間を設けることで、タイヤがたわみやすくなり、乗り心地性能が向上する。なお、この効果を顕著にするためには、この隙間（間隔）を少なくとも１０ｍｍ確保することが好ましい。

また、請求項１に記載の発明では、スパイラルベルト層の幅、すなわち、左右一対のショルダー側スパイラルベルト部材の最もトレッドセンターから離れている端部の位置を規定している。そして、トレッド半分のトレッド表面の幅をＬ、つまり、タイヤセンターからタイヤの表面に沿ってトレッド端までの距離をＬとしている。このとき、スパイラルベルト層の幅をタイヤセンターから０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲と規定している。つまり、何れのトレッド端側であってもトレッド端から幅０．３５Ｌ〜０．１５Ｌの範囲にはスパイラルベルト層は存在しない。

スパイラルベルト層の幅を０．６５Ｌ〜０．８５Ｌとした根拠は、バイクが最も大きく倒れるときであるキャンバ角５０度付近での接地部分を考慮したことに基づく。キャンバ角５０度の旋回時には、トレッド全幅２Ｌのうちの０．４〜０．５Ｌの幅部分のみが接地している。請求項１に記載の発明では、上記のように、トレッドセンター部にスパイラルベルト層を形成して大キャンバ時には骨格部材が接地範囲において周方向に伸びることを防止し、逆にトレッド端部側ではスパイラルベルト層を形成せずに骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成とする。接地部の半分は０．２〜０．２５Ｌだけトレッド端から離れた位置であり、この付近にスパイラルベルト層の端部を配置するのが好ましい。ただし、厳密に接地の半分にするのではなく、接地部分のトレッドショルダー側にスパイラルベルトが巻かれていなければ、効果は認められる。それゆえ、０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲としている。

スパイラルベルト層の幅が０．６５Ｌ未満だと、大キャンバ時における接地面のタイヤセンター側でもスパイラルベルト層が伸びてしまい、センター側のベルト速度も増してしまって効果が得られにくくなる。スパイラルベルト層の幅が０．８５Ｌを超えると大キャンバ時における接地面のショルダー側（トレッド端側）でベルトが伸びにくくなってしまい、ショルダー側のベルト速度を速めることができず、効果が得られにくい。
スパイラルベルト層の幅は、好ましくは、０．７Ｌ〜０．８Ｌの範囲内であり、更に好ましくは０．７５Ｌ〜０．８Ｌの範囲内である。

また、カーカスプライ（ボディプライ）は１層以上としている。１層の場合ではタイヤ周方向に対して９０度をなす方向、つまりラジアル方向に配置することが殆どである。２層の場合では、ラジアル方向に２枚重ねても良いし、タイヤ周方向に対して７０度のように角度をつけて互いに交錯させて配置しても良い。また、カーカスのビード部での係止方法は、ビードコアに巻きまわして折り返す形で係止しても良いし、ビード先端でカーカスを切断し、そのコード端部の両側にビードワイヤーを配置してビードワイヤーでカーカスを挟み込む形で係止しても良い。

スパイラルベルト層を持つタイヤでは、スパイラルベルト層の他に交錯層をトレッド部に配置する方が良い。交錯層とスパイラルベルト層とが組み合わさることでベルトの面内剪断剛性を高めることができるからである。カーカスプライ（ボディプライ）が１層の場合では、カーカスプライはラジアル（赤道に９０度）で配置するため交錯層を構成しないので、スパイラルベルト層の他に２枚以上のベルト層を設けることが良い。カーカスプライが２枚配置されている場合では、カーカスプライを２枚交錯させて交錯層として機能させれば、ベル卜層を配置しなくてもベルトの面内剪断剛性を高く保つことができる。もちろん、カーカスプライが２枚交錯している上に、さらにベルト交錯層を設けてもかまわない。また、カーカスプライが交錯層として機能し、スパイラルベルトと組み合わせることで、ベルトの面内剪断剛性を高めることができ、操縦安定性能が向上する。

スパイラルベルト部材の素材は、芳香族ポリアミド（商品名は例えばケブラー）のような有機繊維でも良いし、スチールコードでも良い。スパイラルベルト部材を製造するには、例えば、１本または２本以上の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を、略タイヤ赤道方向に沿って螺施状にタイヤ回転軸方向に巻きつけて製造する。

請求項２に記載の発明は、前記スパイラルベル卜層の他に、少なくとも２枚の互いに交錯する有機繊維から成る交錯ベルト部材で構成される交錯ベルト層が配置され、前記交錯ベルトのタイヤ周方向に対するコード角度が３０〜８０度の範囲内とされていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、２枚の交錯ベル卜部材が存在することを規定している。２枚の交錯ベルト部材がスパイラルベルト部材と組み合わさることで、ベルトの面内剪断剛性を高めることができる。タイヤ周方向に対するコード角度は３０度〜８０度である。８０度よりも大きいと、２枚のベルトが交錯する角度が小さく、面内剪断剛性の向上が期待できず、操縦安定性能が悪化する。３０度未満であると、これはすなわちスパイラルベルト層に近づく方向であり、タイヤ周方向（タイヤ赤道方向）にベルトが伸びにくい特性を持ってくる。こうなると、ショルダー部のベルトを接地領域でタイヤ赤道方向に伸ばすという本発明の趣旨に反して、トレッドショルダー部で骨格部材がタイヤ赤道方向に伸び難くなり、トレッドショルダー部のベルト速度が増し難くなる。従って、トレッドショルダー部がブレーキング変形のままであり、トラクショングリップを得にくいことに加え、偏摩耗を発生しやすい。さらに、３０度未満であると、スパイラルベルト部材との交錯角度が小さくなる。このため、スパイラルベルト部材と組み合わせたときの面内剪断剛性の向上度合いが少ないことに加えて、タイヤ赤道方向に近いコードが３層重なるため、幅方向を折り目とする周方向面外曲げ剛性が高くなりすぎて、トレッド部の骨格部材がたわみにくくタイヤがゴツゴツする、すなわち乗り心地性能が悪化する。

なお、角度については、好ましくは４５度以上であることが、骨格部材が赤道方向に伸びやすいため良い。また面内剪断剛性を発揮する上でも好ましくは７０度以下が良い。ここで、角度はタイヤのセンター部で計測した角度を意味する。

２枚の交錯ベルト部材が存在する場合のカーカスプライは、ラジアルでも良いし、２枚交錯させて角度を持たせても良い。ラジアルの場合は、１枚のカーカスプライを赤道方向に対して９０度で配置しても良いし、２枚の９０度のカーカスプライを重ねて配置しても良い。

２枚の交錯ベル卜部材は、トレッド全幅に対して広く入れることが好ましい。具体的にはトレッド全幅の９０％以上１０５％以下の幅で入れると、スパイラルベルト層が存在しないトレッド端部に交錯ベルト層が存在して、ＣＡ５０度の旋回時にも十分な面内剪断剛性が確保できて、操縦安定性能が高まる、つまり、横力が高くなる。ここで、トレッド全幅とは、トレッド部のペリフェリ方向幅のことである。トレッド部のペリフェリ方向幅とは、トレッド部の外周に沿った略円弧方向の幅のことであり、走行時にあらゆるキャンバ角（ＣＡ）で接地する領域の幅のことである。

なお、交錯ベルト部材の材質は有機繊維コードが好ましい。スチールコードのようにコードの圧縮方向にも剛性を持つコードを交錯層として配置すると、骨格部材が面外に曲がりにくい特性をもち、接地面積が小さくなってグリップ力が低下するからである。有機繊維コードであれば、コード方向の圧縮については大きな剛性を持たずに、骨格部材の面外剛性を低下させて接地面積を大きくすることができ、かつ、コードの引っ張り方向には非常に強い剛性をもつため、効果的に面内剛性を高めることができるからである。なお、スパイラルベルトについては、スチールでも有機繊維でもかまわない。スパイラルベルト同士は交錯していないため、必要以上にベルトの面外曲げ剛性を高める心配がないからである。交錯ベルトのように交錯させる場合は、スチールの使用は避けるほうが良い。交錯ベルトの材質としては、芳香族ポリアミド（商品名は例えばケブラー）のような引っ張り剛性が高く、熱にも強い繊維が好ましい。

請求項３に記載の発明は、前記スパイラルベルト層を構成するベルト部材が、全て前記交錯ベルト層よりもタイヤ半径方向内側に配置されていることを特徴とする。

請求項３では、２枚の交錯ベル卜層が存在する場合に、スパイラルベルト層を構成するベルト部材が２枚の交錯ベルト層よりも半径方向内側に配置されていることを規定した。スパイラルベルト部材が分割されて配置されている場合、スパイラルベルト部材が存在する場所と存在しない場所とでタイヤのベルト剛性が異なる。バイクは車体を倒して旋回する特徴から、車体を倒していく過程でタイヤの接地部位がトレッド部を移動する。スパイラルベルト部材がある部分とない部分との境目を接地部分が越えるときに、ベルトの剛性が異なることによってライダーは違和感を感じる場合がある。請求項４のように、スパイラルベルト層の半径方向外側に交錯ベルト層を配置する構成とすることにより、スパイラルベルト層が分断されてスパイラルベルト部材が存在しない部分を交錯ベル卜層で包むことができて、段差をぼやかすことができる。そのため、ライダーは、円滑な車体の倒し込み、及び、加速時の車体の円滑な起こしをすることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に配置したことを特徴とする。

請求項４では、スパイラルベルトの半径方向外側に、角度がタイヤ赤道方向に対して９０度の有機繊維部材を配置することを規定した。これは、トレッド部で、スパイラルベルトが存在する部分とスパイラルベルトが存在しない部分があるため、その両者の境界でタイヤの骨格部材の剛性が急激に変わり、この部分を接地端が乗り越すとき（すなわち、タイヤをどんどん傾けて旋回するときに接地部分が移動してこの境界を乗り越えるとき）に、ライダーがタイヤの段差を感じて、違和感を覚えることを防止するためである。トレッドゴムに比べて内部のベルト等のコードは剛性が非常に大きい。そのため、内部の骨格部材に不連続な部分があるとその段差をライダーは感じる。そこで、請求項４のように、骨格部材に不連続な部分のタイヤ径方向外側のベルト（最外層のベルトであることが多い）をタイヤセンターからタイヤショルダーまで連続させることでこの段差を感じにくくしている。角度がタイヤ赤道方向に対して９０度としているのは、幅方向に沿ってコードを配置することで段差を最も効果的に感じさせなくすることができるからである。なお、請求項４において、角度に８５度〜９０度のように幅を持たせたのは製造上の誤差を含むからである。また、幅についてはトレッド全幅２Ｌの９０％以上とした。このベルト補強層の配置目的は段差を感じさせなくすること、つまりスパイラルベルト層の端部をベルト補強層で覆って、最外層のベルトが分断されないようにしている点にある。そのため、幅を広くして、トレッドの全領域を覆う配置が好ましい。９０％以上とすれば、十分にスパイラルベルトの段差を覆うことができる。なお、上限については請求項４には規定していないが、トレッド幅を超えてサイドウォール部に達してもかまわない。つまり、１１０％となってもかまわない。好ましくは、タイヤのサイドウォール部の最大幅に達しない程度の１１０％が上限である。

また、請求項３では分割されたスパイラルベルト部材を交錯ベルト層が覆っているが、この交錯ベルト層に、ベルト補強層のような更に１枚の９０度ベルト（タイヤ周方向に対するコード角度が９０度のベルト）を配置すれば、段差を更に感じにくくできるので意味を持つ。請求項４では９０度ベルトとして上記のベルト補強層を配置している。効果が高いのは、分割されたスパイラルベルト部材が交錯ベルト層よりもタイヤ半径方向外側に存在するときであり、このようなときは分割したスパイラルベルトをベルト補強層で覆えば、段差を効果的に感じにくさせることができる。

また９０度ベルト（ベルト補強層）は、タイヤの幅方向には強く、タイヤの周方向には伸びやすい特性がある。そのため、タイヤのトレッド端部に達するように９０度ベルト（ベルト補強層）を配置すれば、タイヤショルダー部の横方向の剛性を高めることができる。

請求項４では、９０度ベルトとして配置したベルト補強層のコード材質は有機繊維とした。二輪車用空気入りタイヤは断面形状が非常に丸いため、タイヤ幅方向にコードの圧縮側に剛性を持つスチールコードを用いると、タイヤがたわみにくくなり、接地面積が減少するからである。有機繊維コードでは、コードの圧縮側には剛性が低く、接地面積を減少させる心配がない。

なお、請求項４には規定していないが、ベルト補強層の配置目的がスパイラルベルトの端部の段差を解消することにあるため、コードの直径が細すぎては意味がない。また、逆にコードの直径が太すぎると、いくら有機繊維とはいえコードの圧縮側に剛性を持つため、あまりに太すぎるコードも好ましくない。ベルト補強層のコードの直径については０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下が好ましい。

請求項５に記載の発明は、前記ベルト補強層のタイヤ径方向内側に、厚みが０．３〜３ｍｍの範囲内の緩衝ゴム層を配置したことを特徴とする。

請求項５では、タイヤ周方向に対して８５度〜９０度のコード角度とされたベルト補強層と、スパイラルベルト層との間に、緩衝ゴム層を配置することを規定している。この緩衝ゴム層はトレッドショルダー部の摩耗を抑制する効果がある。図６にタイヤがＣＡ５０度で旋回する時のトレッドの周方向の変形を示した。図６に示す領域Ａと領域Ｃとでトレッド部の周方向の変形が異なっていることは既に述べた。これは、接地形状のセンター寄りの領域Ｃと、接地形状のトレッド端部寄りの領域Ａとでベルトの速度が異なるからである。二輪車用空気入りタイヤは幅方向断面において大きな丸みを持っている。そのため、回転軸からベルトまでの距離であるベルト半径が、領域Ａよりも領域Ｃのほうが大きい。従って、ベルトの速度、つまりトレッドが路面に接触してから、タイヤの回転が進み、トレッドが路面から離れるまでのベルト速度が、領域Ｃの方が速い。ベルト半径にタイヤの回転角速度を乗算したものがベルトの速度になるからであり、タイヤの回転速度は領域Ａも領域Ｃも同じだからである。このベルトの周方向の速度差により、タイヤのセンター寄りであるＣ領域ではトレッドがドライビング状態であり、タイヤのトレッド端部寄りである領域Ａではブレーキング状態である。ドライビングとは、タイヤを赤道方向にそって輪切りにした場合に、そのトレッドの変形が、トレッド内面（タイヤ内部の骨格部材に接している面）ではタイヤ進行方向後方にせん断され、路面に接地しているトレッド表面ではタイヤ進行方向前方に変形しているせん断状態であり、ちょうどタイヤに駆動力をかけたときに起こる変形である。一方、ブレーキングはドライビングの逆であり、トレッドの変形は、タイヤ内部側（ベルト）では前方にせん断され、路面に接地しているトレッド表面では後方に変形しているせん断状態であり、制動したときのタイヤの動きとなる。この周方向のトレッドの変形は、タイヤが駆動力も制動力も受けずに、遊輪状態で転がるだけで発生する。そして、この周方向の剪断変形によって、領域Ａと領域Ｃとでトレッドが路面から滑りやすくなり、摩耗が進む。このような旋回中の余計な変形は、タイヤのショルダー部に偏摩耗を起こしやすいので、無い方が良い。

請求項５のように、緩衝ゴム層を設けると、緩衝ゴム層が周方向に剪断変形するため、上記のドライビング変形、ブレーキング変形をトレッドの代わりに肩代わりして、トレッドの周方向の変形が緩和される。一方で、緩衝ゴム層のタイヤ径方向外側には幅方向に沿ったベルト（９０度のベルト）であるベルト補強層が配置されているため、幅方向には剪断変形されにくい。そのため、幅方向に対しては緩衝ゴム層はトレッドの変形を肩代わりせず、トレッドの横剪断変形は緩衝ゴム層を配置しても大きいままである。すなわち、緩衝ゴム層は周方向のみの変形を肩代わりし、トレッドの周方向変形を小さくして偏摩耗を防止する一方で、幅方向の変形は肩代わりせずにトレッドの横変形は大きいまま維持し横力を高く保てる効果がある。

緩衝ゴム層の材質を、スパイラルコードのコーティングゴムや、９０度ベルトのコーティングゴムと同じ材質とすることにより、緩衝ゴム層とこれらのベルト部材との間で亀裂が発生せずに有効である。また、緩衝ゴム層は柔らかいゴム（弾性率の小さいゴム）を用いると、トレッドの変形を、より多く肩代わりするために摩耗を抑制する効果が高まる。

請求項６に記載の発明は、サイドウォール部に、タイヤ周方向に対する角度が０〜２０度の範囲内の有機繊維コードまたはスチールコードが配列されたサイド補強部材を、サイドウォール高さの２０％以上１００％以下の範囲で配置したことを特徴とする。

本発明では、トレッドショルダー部にはスパイラルベルトを巻いていない。そのため、トレッドショルダー部が高速回転したときに遠心力膨張しやすい。請求項６のように、タイヤのサイドウォール部にタイヤ周方向（タイヤ赤道方向）に対する角度が０度から２０度の部材を配置すれば、サイドウォール部は遠心力によって膨張しにくくなり、さらにトレッドショルダー部については、その両側で膨張を妨げる部材を配置できるため、遠心力による膨張を防止できるようになる。すなわち、スパイラルベルトの巻かれていないトレッドショルダー部については、センター寄りではショルダー側スパイラルベルト部材が膨張を防ぎ、トレッド端部ではサイドウォール部に配置されたサイド補強部材が遠心力による膨張を防ぐことができる。サイドウォール部にこのサイド補強部材が配置されていない場合では、ショルダー側スパイラル部材が遠心膨張を防ぐ部材となり片持ち状態であるが、サイドウォール部にこのサイド補強部材が配置されていればショルダー側スパイラルベルト部材とこのサイド補強部材との両側で膨張を防止できて両持ち状態でトレッドショルダー部の膨張を防止できる。特に、自動二輪車レースのタイヤなどでは大ＣＡ時に速度が１５０キロ以上出ている場合も多く、このような時に特に有効となる。

本発明によれば、スパイラルベルト部材を設けたことによるタイヤ諸性能の低下を抑えた二輪車用空気入りタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。また、以下の説明では、ベルト等の幅はペリフェリ方向幅のことである。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２からトロイド状に延びるカーカス層１４と、を備えている。

カーカス層１４は、ビード部１２のビードコア１１にトロイド状に跨っている。カーカス層１４を構成するカーカスプライ（ボディプライ）は一層であっても複数層であってもよい。カーカス層１４が２枚のカーカスプライで構成される場合には、カーカスプライを構成するコードの方向がラジアル方向（タイヤ周方向に対する角度が９０度である方向）であっても良いが、タイヤ周方向に対してコードがなす角度（コード角度）が３０度〜８０度の範囲のプライを互いに交錯させて使用するバイアス構造としても良い。またこの場合、各カーカスプライでは、ナイロン繊維を撚ってナイロンコードとしたものが所定間隔で配列されている構成することが多い。図１では、カーカス層１４が１枚のカーカスプライ１４Ａで構成されている例を描いている。
カーカスプライ１４Ａの端部はビードコア１１で係止され、両側からビードワイヤー１３が挟みこんでいる。なお、カーカスプライ１４Ａの端部がビードコア１１を折り返すように巻き上げられていても良い。

また、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス層１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向内側にスパイラルベルト層２０を備えている。このスパイラルベルト層２０は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層２１をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるものである。タイヤセンターＣＬからトレッド端Ｔまでのトレッド表面距離（すなわちトレッド部１８のペリフェリ方向幅の１／２）をＬとした場合に、タイヤセンターＣＬからのトレッド表面に沿った距離Ｗ３が０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみこのスパイラルベルト層２０が存在する。

このスパイラルベルト層２０は、タイヤセンター部を跨るセンター側スパイラルベルト部材２０Ｃと、タイヤ幅方向両側のトレッドショルダー側にそれぞれ配置された一対のショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒとの３つに分割されて構成されている。

センター側スパイラルベルト部材２０Ｃとショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒとの隣り合う端部同士は、トレッド表面に沿って０．１Ｌ〜０．４２Ｌの範囲内の間隔Ｄで離れている。

そして、タイヤセンターＣＬからセンター側スパイラルベルト部材２０Ｃの端部２０ＣＥまでのトレッド表面に沿った距離Ｗ１が０．０８Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内である。更に、タイヤセンターＣＬからショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒのタイヤセンター側のそれぞれの端部２０ＬＩ、２０ＲＩまでのトレッド表面に沿った距離Ｗ２が０．２５Ｌ〜０．５Ｌの範囲内とされている。

更に、二輪車用空気入りタイヤ１０は、カーカス層１４のクラウン部１４Ｃのタイヤ径方向外側に、２枚の交錯ベルト部材２５Ａ、２５Ｂからなる交錯ベルト層２４を備えている。この交錯ベルト部材２５Ａ、２５Ｂは、タイヤ周方向に対するコード角度が３０度以上８０度未満である互いに交錯する有機繊維コードを含む。また、この交錯ベルト層２４は、スパイラルベルト層２０の幅方向端部２０Ｅからトレッド端Ｔまでの範囲の少なくとも一部を覆うように、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で配置されている。
交錯ベルト層２４のタイヤ径方向外側にはトレッド部１８が設けられている。

このように、本実施形態では、タイヤセンターＣＬからのトレッド表面に沿った距離Ｗ３が０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみスパイラルベルト層２０が存在するように、スパイラルベルト層２０の幅を規定している。
ここで、大キャンバ時となる旋回時には、トレッド端部付近のトレッド部分が接地部となっている。従って、スパイラルベルト層２０が形成されていないトレッド部分では骨格部材をタイヤ周方向に積極的に伸ばすことができる構成となっているとともに、スパイラルベルト層２０が形成されているトレッド部分では骨格部材が接地範囲においてタイヤ周方向に伸びることを防止している。

これにより、高速走行時の操縦安定性能を高く維持し、車体を大きく倒した旋回時の操縦安定性能（トラクション性能）を向上させた二輪車用空気入りタイヤ１０とすることができる。また、ショルダー部の摩耗を抑制することができる。

また、このスパイラルベルト層２０は、３つに分割されたスパイラルベルト部材で構成されている。そして、センター側スパイラルベルト部材２０Ｃとショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒとの隣り合う端部同士は、トレッド表面の略円弧形状に沿って０．１Ｌ〜０．４２Ｌの範囲内の間隔Ｄで離れている。これにより、骨格部材の柔軟性を持たせ、タイヤが直進したときにたわみやすくしている。即ち、トレッドの変形が最も厳しくなる接地端部近傍でスパイラルベルト層２０が存在しない領域２６を形成することで、タイヤがたわみやすくなり、乗り心地性能が向上する。

そして、タイヤセンターＣＬからセンター側スパイラルベルト部材２０Ｃの端部２０Ｅまでのトレッド表面に沿った距離Ｗ１が０．０８Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内である。センター側スパイラルベルト部材の幅が０．０８Ｌ以上であるので、タイヤの遠心力膨張を防止する効果を充分に発揮できる。また、０．２５Ｌ以下であるので、最も変形の厳しい接地端部ではスパイラルベルト部材が存在しないので、トレッド部１８のベルト骨格がたわみ易く、乗り心地性能が確保される。

更に、タイヤセンターＣＬからショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌのタイヤセンター側の端部２０ＬＩまでのトレッド表面に沿った距離Ｗ２（この距離は、タイヤセンターＣＬからショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｒのタイヤセンター側の端部２０ＲＩまでのトレッド表面に沿った距離と同じ）が０．２５Ｌ〜０．５Ｌの範囲内とされている。０．２５Ｌ以上であるので、直進時のタイヤ断面において最も変形の大きい部位でスパイラルベルト部材が存在することがないので、直進時での乗り心地性能が確保される。また０．５Ｌ以下であるので、トレッドショルダー部ＴＳでのスパイラルベルト部材の幅が狭くなりすぎることがない。

また、カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂとは別に交錯ベルト層２４を配置している。これにより、交錯ベルト層の厚みの分だけ実質のトレッド部１８の厚みが増すので、スパイラルベルト層２０からトレッド表面までの厚みを更に大きく確保することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ３０は、第１実施形態に比べ、交錯ベルト層２４とスパイラルベルト層２０との配置位置を逆にし、更に、交錯ベルト層２４とトレッド部１８との間にベルト補強層３２を設けている。ベルト補強層３２は、タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含み、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅でトレッド部１８のタイヤ径方向内側に隣接するように配置されている。
また、タイヤ幅方向両側のサイドウォール部３４には、厚みが０．３〜３ｍｍの範囲内のサイド補強部材３６がそれぞれ配置されている。

ベルト補強層３２を設けることによって、スパイラルベルト層が存在する部分とスパイラルベルト層が存在しない部分との境界でタイヤの骨格部材の剛性が急激に変わっていても、この部分をトレッド部１８の接地端が乗り越すときときに、ライダーがタイヤの段差を感じて違和感を感じることが防止される。

また、サイド補強部材３６を配置することによって、サイドウォール部３４にこのサイド補強部材３６が配置されていることによって、ショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒとこのサイド補強部材３６との両側で膨張を防止できて両持ち状態でトレッドショルダー部ＴＳの膨張を防止できる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図３に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ４０は、第２実施形態に比べ、ベルト補強層３２のタイヤ径方向内側に緩衝ゴム層４２が配置されている。
これにより、トレッドショルダー部ＴＳの摩耗が抑制される。

［第４実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ５０は、カーカス層１４が２枚のカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂによって構成されている。カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂは互いに交錯するように配置されている。

カーカス層１４のタイヤ径方向外側にはスパイラルベルト層２０が配置されている。上述したように、スパイラルベルト層２０は、センター側スパイラルベルト部材２０Ｃ及び一対のショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒで構成されている。
また、スパイラルベルト層２０のタイヤ径方向外側にはベルト補強層３２が配置されている。このベルト補強層３２はトレッド部１８に隣接している。従って、二輪車用空気入りタイヤ５０には交錯ベルト層２４（図１参照）は配置されていない簡素な構成である。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、本発明に係る二輪車用空気入りタイヤの１８例（以下、実施例１〜１８という）、比較のための二輪車用空気入りタイヤの３例（以下、比較例１〜３という）、及び、従来の二輪車用空気入りタイヤの二例（以下、従来例１、２という）について、性能試験を行って性能を評価した。

タイヤサイズは全て１９０／５０ＺＲ１７である。また、各タイヤでは、カーカス層には１枚のカーカスプライが配置されている。また、各タイヤでは、トレッド部に溝を配置していない。

（実施例１〜１２）
実施例１〜１２は、第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤ１０の一例であり、図１に示す構造にされた二輪車用空気入りタイヤである。カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂのコード材質はナイロンである。本実施例では、ナイロン繊維を撚って０．６ｍｍφのコードとし、これを打ち込み間隔６５本／５０ｍｍで平行に並べ、未加硫ゴムでシート状にしたものをカーカスプライとしている。また、このナイロンコードのコード角度はタイヤ赤道方向に対し９０度（ラジアル方向）である。

カーカス層１４のタイヤ径方向外側には、センター側スパイラルベルト部材２０Ｃ、ショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒの合計３枚の分割されたスパイラルベルト部材が存在することによってスパイラルベルト層２０が形成されている。各スパイラルベルト部材は、タイヤ赤道方向に対する角度が０度〜５度のベルトであり、１本または複数本のコードをゴムで被覆して、これをタイヤの製造過程において、トレッド部分に螺旋巻きするように赤道方向にほぼ平行になるようにぐるぐると巻きつけて形成させたものである。本試験例では、スパイラル層は、芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）の繊維を撚って直径０．７ｍｍにしたものを、打ち込み間隔が６０本／５０ｍｍになるようにして配置した。なお、スパイラルベルトはスチールで構成しても構わず、例えば、直径０．２１ｍｍのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを打ち込み間隔３０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻きつけて形成されるなどが可能である。本試験例では、有機繊維（芳香族ポリアミド）のコードをスパイラルベルトとして使用した。
トレッド全幅２Ｌは２４０ｍｍである。本試験例では、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３をパラメータとして変更したものを実施例１〜１２として準備した。

３分割したスパイラルベルト部材で構成されるスパイラルベルト層２０のタイヤ径方向外側には、２枚の交錯ベルト部材２５Ａ、２５Ｂで構成される交錯ベルト層２４が存在する。交錯ベルト層２４を設ける際、芳香族ポリアミド（商品名：ケブラー）の繊維を撚って直径０．７ｍｍにしたものを、打ち込み間隔が４０本／５０ｍｍになるようにして配置した。これを、赤道方向に対して６０度の角度をなすように２枚をお互いに交錯させて配置した。１枚目（タイヤ径方向内側）の交錯ベルト部材２５Ｂの幅は２４０ｍｍ、２枚目（タイヤ径方向外側）の交錯ベルト部材２５Ａの幅は２３０ｍｍである。

この交錯ベルト層２４のタイヤ径方向外側には、厚さ７ｍｍのトレッド部１８が配置される。

（従来例１）
従来例１を図８に示す。従来例１では、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０（図１参照）に代えて分割されていない１枚のスパイラルベルト層８０が配置されている。スパイラルベルト層８０の幅は２Ｌ（２４０ｍｍ）である。

（比較例１）
比較例１では、従来例１と同様に、分割されていないスパイラルベルト層が配置されている。比較例１は、従来例１に比べ、スパイラルベルト層の幅が異なっている。比較例１ではスパイラルベルト層の幅が１８０ｍｍであり、タイヤセンターからスパイラルベルト層の端部までのトレッド表面に沿った距離は０．７５Ｌである。

（実施例１３）
実施例１３は、実施例１に比べ、スパイラルベルト層２０の位置と交錯ベルト層２４の位置とを逆転させたものである。

（実施例１４）
実施例１４は、実施例１３に比べ、スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側にベルト補強層（９０度ベルト）３２（図２参照）を配置している。ベルト補強層３２は、ケブラー製のベルトであり、芳香族ポリアミド（商品名はケブラー）の繊維を撚って直径０．７ｍｍとしたコードを、タイヤ赤道方向に対して９０度をなすように、打ち込み間隔５０本／５０ｍｍで配置している。ベルト補強層３２の幅は２４０ｍｍである。

（実施例１５）
実施例１５は、実施例１４に比べ、ベルト補強層３２のタイヤ径方向内側に、ベルト補強層３２に接するように、すなわち、スパイラルベルト層２０（センター側スパイラルベルト部材２０Ｃ及びショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒ）とベルト補強層３２との間に、厚さ０．５ｍｍの緩衝ゴム層４２（図３参照）を配置している。

（実施例１６）
実施例１６は、実施例１４に比べ、図２に示すように、サイドウォール部３４に、タイヤ赤道方向と同じ方向に巻いた（すなわちセンター側スパイラルベルト部材２０Ｃ及びショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒと同じ方向に巻いた）ケブラースパイラルの幅狭部材を、サイド補強部材３６として配置している。サイド補強部材３６の幅は２０ｍｍであり、２０本の直径０．７ｍｍのケブラーを撚ったコードが打ち込まれている。サイド補強部材３６の配置位置はタイヤ最大幅付近であり、より具体的には、サイドウォール部３４の高さ方向の中心位置（高さ方向の中間位置）に配置している。本試験例では左右対称となるようにサイド補強部材３６を配置した。

（実施例１７）
実施例１７では、図４に示すように、２枚の互いに交錯したカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂからなるカーカス層１４が設けられており、交錯ベルト層が配置されていない。カーカスプライ１５Ａ、１５Ｂの端部はビードコア１１で係止され、両側からビードワイヤーが挟み込んでいる。ナイロンのコードを撚って直径０．６ｍｍのコードとし、これを打ち込み間隔６５本／５０ｍｍで平行に並べ、未加硫ゴムでシート状としたものをカーカスプライとして使用した。この２枚のカーカスプライ１５Ａ、１５Ｂは互いに交錯するように配置した。タイヤ赤道方向に対するコード角度はタイヤセンター部で５０度である。

カーカス層１４のタイヤ径方向外側には、センター側スパイラルベルト部材２０Ｃと、一対のショルダー側スパイラルベルト部材２０Ｌ、２０Ｒとからなるスパイラルベルト層２０が配置されている。実施例１〜１６とは異なり、スパイラルベルト層２０はスチールコード製とされている。実施例１７では、直径０．２１ｍｍのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを打ち込み間隔５０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻き付けてスパイラルベルト層２０を形成した。

また、実施例１７では、スパイラルベルト層２０のタイヤ径方向外側にベルト補強層（９０度ベルト）３２が配置されている。ベルト補強層３２はケブラー製のベルトであり、芳香族ポリアミドの繊維を撚って直径０．７ｍｍとしたものを、打ち込み間隔が５０本／５０ｍｍとなるように配置した。ベルト補強層３２を配置する際、タイヤ赤道方向に対するコード角度を９０度、幅を２４０ｍｍとした。

（従来例２）
従来例２は、実施例１７に比べ、スパイラルベルト層２０に代えて１枚のスパイラルベルト部材で構成されるスパイラルベルト層が配置され、しかも、ベルト補強層が配置されていない。配置されたスパイラルベルト層の幅は２Ｌ（２４０ｍｍ）である。スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側には厚さ７ｍｍのトレッド部が形成されている。

（実施例１８）
実施例１８は、実施例１７に比べ、緩衝ゴム層４２（図３参照）を配置している。実施例１７のベルト補強層３２のタイヤ径方向内側に厚さ０．７ｍｍのゴム層を配置して緩衝ゴム層４２とした。緩衝ゴム層４２のゴム材はベルト補強層３２のゴム材と同じである。

なお、以上のタイヤ条件を表１、表２にまとめて示す。

（試験方法、及び、評価結果）
本試験例では、まず狙いの車体を傾けたときのトラクション性能がどれだけ向上しているかを評価するためにドラムを用いて以下のようにして規定の試験を行った。

本試験例では、全てのタイヤについて、標準リムに組み込み後、タイヤ内圧２４０ｋＰａとした。ここで、標準リムとは、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指す。
試験機としては、直径３ｍのスチール製のドラムに＃４０番の目の粗い紙やすりを貼り付け、紙やすりを路面に見立てる。そして、ドラムを１００ｋｍ／ｈで転動させ、ドラム上側から、タイヤをキャンバ角５０度で荷重１５００Ｎで紙やすりに押し付ける。本試験例では、タイヤには回転軸に動力を伝えるチェーンを掛けており、駆動力を掛けることが可能になっている。本試験例ではモーターを用いて駆動力を加えた。

本試験例では、タイヤを１００ｋｍ／ｈで回転させておき、駆動力を加えてタイヤを１２０ｋｍ／ｈまで、２秒の時間で線形に加速させる。そのとき、ドラムは１００ｋｍ／ｈで転動しているため、タイヤに駆動力が掛かった状態となり、車体が傾いた状態におけるトラクションを測定できる。タイヤに働く力を、タイヤのホイール中心に設置した力センサーで読み取る。

読み取ったこの力を、横軸にＦｘ（タイヤ進行方向に平行な方向に作用する力）、縦軸にＦｙ（タイヤ進行方向に垂直な方向に作用する力）として描くと、図５に示すような波形Ｐ、Ｑが得られる。この波形Ｐ、Ｑは摩擦楕円と呼ばれるが、Ｆｘ＝０においてのＦｙの切片は駆動力０での純粋な横力を示し、これがキャンバースラストと呼ばれる力である。本試験例では、このＦｙの切片であるキャンバースラストと、トラクションのピークチップを評価の対象とした。本試験例では、タイヤに駆動力を加えてタイヤの回転を速くする事でトラクション状態のタイヤのグリップ性能を評価している。時間と共に、グラフの波形はＦｘが正の方向に移動する。Ｆｘの最大値がトラクショングリップの指標といえる。
本試験例では、従来例１のＦｘの最大値を指数１００として、他のタイヤの性能（トラクション性能）を相対評価となる指数で評価した。評価結果を表１、表２に併せて示す。

次に、実車を用いた操縦性能比較試験を行った。本試験例で用いた各タイヤはリア用のタイヤであったため、フロントのタイヤを常に従来どおりとし、リアのみのタイヤを交換して実車試験を行った。試験方法、評価方法を次に記す。

供試タイヤを、１０００ｃｃのスポーツタイプの二輪車に装着して、テストコースで実車走行させ、乗り心地性と操縦安定性（コーナリング性能）とを、テストライダーのフィーリングによる１０点法で総合評価した。コースでは自動二輪車レースを意識した激しい走行を行い、最高速度は２２０ｋｍ／ｈに達した。

評価項目は以下の３つである。評価結果を表１、表２に併せて示す。
１）直進時での乗り心地性（高速道路の継ぎ目や、荒れた路面の走行によって評価）
２）旋回時のトラクション性能（速度１００ｋｍ／ｈ程度で大きく車体を倒した状態からの加速性能、また速度１５０ｋｍ／ｈ以上での高速コーナー旋回時でのトラクション性能を総合的に判断）
３）旋回時のバイクを倒しこむときの連続性（倒しこみ時に異常な挙動をしないことの性能）

また、テストコースを１０周走った時のタイヤショルダー部の偏摩耗状態を確認した。すなわち、タイヤショルダー部の摩耗量を測定し、従来例１のタイヤの摩耗量を指数１００としたときの他のタイヤの摩耗量を相対評価となる指数で求めた。この指数を表１、表２に併せて示す。摩耗量については指数が小さいほど摩耗が少なくて良好であることを示す。

以上の評価結果から本発明者は以下の考察を行った。
（１）ショルダー部のスパイラルベルト幅の効果Ｗ３の幅の効果
従来例１、実施例１〜３、比較例２、３を比べることで、スパイラルベルト層の幅の効果（Ｗ３による幅の効果）が判る。

まず、実施例のいずれも、乗り心地が従来例よりも良くなっている。これは、スパイラルベルトを３分割して、直進時にベルトがたわみやすくしたからである。
Ｗ３の幅の効果については、７０ｍｍでは、トラクション指数が１０１と小さく、効果が少ない。これは、大ＣＡ時の接地状態（図６参照）において、接地している幅はセンター部から６０ｍｍの位置から１２０ｍｍのトレッド端までであり、７０ｍｍの位置は、接地している部位の端に近く、接地部に殆どスパイラルベルトが存在しなくなっているからである。

また、１１０ｍｍでは、トラクション向上効果が少ない。これは、接地部に殆どスパイラルベルトが巻かれており、トレッド端部でベルトが周方向に伸びにくくなっているからである。

９０ｍｍ（０．７５Ｌ）が最もトラクションの向上効果が高く、次いで８０ｍｍ（０．６７Ｌ）と１００ｍｍ（０．８３Ｌ）の効果が高い。以上のことから、Ｗ３の幅は０．７Ｌ以上０．９以下が良いと考えられる。また、好ましくは、０．６５Ｌ〜０．８５Ｌと考えられる。

比較例１と実施例１を比べると、実施例１の方が実車試験によるトラクション性能の評点が１ポイント高い。評価ライダーに確認したところ、実施例１の方がＣＡ５０度のような大ＣＡ時に、タイヤのギャップ吸収性が良い、すなわちタイヤが適度に柔らかく、路面を捉えているとの評価であった。これは、実施例１には、２０ｍｍのスパイラルベルトを巻いていない隙間があり、これが図６に示す旋回において、ちょうどトレッドセンターから２０〜４０ｍｍの部分がサイドウォールのような役目を持っているため、この部分がたわみやすいことで、タイヤの変形がしやすく、接地面積が増加したためである。そのため、タイヤがやわらかく感じられギャップ吸収に優れていたことになる。このように、スパイラルを３分割することで、直進時の乗り心地性能の向上以外にも、大ＣＡ時の旋回性能も向上することがわかった。

（２）センター部のスパイラルベルト幅の効果Ｗ１の幅の効果
実施例１、実施例４〜７を比べることで、センター部のスパイラルベルトの幅の効果（Ｗ１の幅の効果）がわかる。
実施例４は５ｍｍであるが、トラクション指数が他のタイヤと比べると、やや低い。これはセンター部にスパイラルベルトが無くなったために、ベルトの剛性が低下してタイヤがねじれやすくなり、トラクションが加わったときにタイヤの骨格部材の剛性が不足したためである。また直進時の乗り心地性能は非常に柔らかいのであるが、振動した後の減衰が少し悪化したとの評価であった。また、高速転動時のセンター部のせり出し膨張に対するセンター部のタガの幅が５ｍｍ（両側で１０ｍｍ）では少ないため、超高速転動時を想定した場合は、もう少し広いほうが良いと考える。

一方、実施例７は４０ｍｍの幅であるが、乗り心地性能が他と比べると悪化している。これは、図７に示すタイヤの断面において、接地している領域Ｓにスパイラルベルト部材が巻かれており、最も変形の大きい接地端部ＳＥにもスパイラルベルト部材が存在したためである。以上のことから、Ｗ２は０．０８Ｌ以上０．２５Ｌ以下が好ましい。

（３）ショルダー部のスパイラルベルト幅の効果Ｗ２の幅の効果
従来例１と、実施例８〜１２を比べることで、スパイラルベルトの幅の効果（Ｗ２の幅の効果）がわかる。

実施例８は、ショルダー部のスパイラルの端部が２０ｍｍの位置から巻き始められているが、乗り心地性能が悪化している。これは、図７に示すタイヤ断面において、ショルダー部のスパイラルベルトが最も変形の大きい部分Ｊに配置されているからである。実施例９では、乗り心地性能の改善も大きく、３０ｍｍ以上のＷ２が良いと判断できる。
一方、実施例１１や１２のように、巻き位置が６０ｍｍや７０ｍｍになると、トラクション指数が低下している。これは、ショルダー部のスパイラルベルトの幅が狭くなりすぎて、ベルトの面内剪断剛性が低下するためである。

以上のことから、Ｗ２の値は０．２５Ｌ〜０．５Ｌが好ましい。さらに好ましくは０．３Ｌ〜０．４５Ｌの範囲である。

（３）交錯ベルトとスパイラルベルトの位置の関係
実施例１と実施例１３の比較から、スパイラルベルトが交錯ベルトよりも半径方向内側に配置されているほうが好ましいことがわかる。スパイラルベルトが交錯ベルトよりも半径方向外側に配置されている実施例１３では、倒し込み時にライダーが違和感を感じている。これはスパイラルベルトの巻いてあるところと巻いてないところとの境界を接地形状が移動する際に、段差が感じられるためである。一方、スパイラルベルトを内層として、半径方向外側に交錯ベルトを配置した場合は、スパイラルベルトの段差を幅広の交錯ベルトが包み込み、段差を感じにくくしている。そのため、スパイラルベルトを内層に巻いたほうがライダーの評価が高い。

（４）９０度のベルトの効果
実施例１３と実施例１４の比較から、９０度ベルトの効果がわかる。実車の倒し込みの連続性が９０度ベルトによって改良されている。これは、先の交錯ベルトをスパイラルベルトの半径方向外側に巻いたのと同じで、スパイラルベルトの段差を緩和するからである。

（５）緩衝ゴム層の効果
実施例１３、実施例１４、実施例１５の比較から緩衝ゴム層の効果がわかる。
実施例１４と実施例１５とでは、緩衝ゴム層があるかないかの比較である。緩衝ゴム層がある実施例１５は、摩耗量が非常に少ない。これは、先に説明したとおり、緩衝ゴム層が周方向に剪断変形して、トレッドの変形を肩代わりし、トレッドの周方向の余計な剪断変形が少なくなるからである。そのため、トレッドが路面から滑りにくくなり、摩耗量が減る。またトレッドの周方向の余計な変形が少なくなるため、無駄な動きが排除され、トレッドがグリップに寄与できるようになる。即ち、図６において、領域Ａはブレーキング、領域Ｂはニュートラル（変形がない）、領域Ｃはドライビングと、周方向のトレッドの変形状態を説明した。これにトラクションを加えると、トラクションによって、領域Ａ〜Ｃもドライビング変形を受ける。このとき、領域Ｃはもともとドライビング状態であり、さらにトラクション（駆動力）によってドライビング変形が強まり、最も力を出す。一方で、領域Ａはブレーキング状態にあるため、トラクションによって、まずニュートラルな状態に戻り、それからドライビング変形にシフトする。そのため、領域Ｃに比べて領域Ａでは駆動力の発生量が少ない。さらにトラクションを加えると、領域Ａの駆動力の発生量は増えるが、領域Ｃは滑ってしまいトラクションの発生量が頭打ちになる。また、滑ると一般的に摩擦係数は低下する（静止摩擦係数よりも動摩擦係数が小さいことは周知）。それゆえ、滑ると駆動力の発生が非効率になる。

実施例１５のように緩衝ゴム層があると、もともとの領域Ａと領域Ｃの変形の差が少ない。そのため、領域Ｃがトラクションによって大きなドライビング状態になったときに、領域Ａもある程度ドライビング状態になれる。これが緩衝ゴム層を設けて、領域Ａと領域Ｃの無駄な周方向の変形を緩和したことによる効果である。

尚、実施例１３と実施例１４を比較すると、実施例１５ほどではないが、摩耗量低減の効果と、トラクション指数向上の効果がある。これは、９０度ベルト（ベルト補強層）自体も緩衝ゴム層と同じように、周方向に変形できるからである。９０度ベルトはコードの周りにコーティングゴムを配置しており、コード自体と周りのコーティングゴムがこのような変形を実現できる。

（６）サイド補強部材の効果
実施例１４と実施例１６の比較から、サイドウォール部に配置したコード角度０〜２０度の部材（サイド補強部材）の効果がわかる。

サイドウォール部に部材を配置すると、実車のトラクションの評点が１ポイント向上した。評価ライダーに詳細を確認したところ、特に時速１５０ｋｍ／ｈを超える高速旋回時に、実施例１６のタイヤは剛性があり、安定感があるとのことであった。サイドウォール部にスパイラルベルト部材を巻いたことによって、スパイラルベルトが存在していないトレッド端部の膨張を両側から抑制でき、操縦安定性能が向上した。

（７）ベルトがなく、プライを交錯させることでトレッド部骨格部材の面内剪断剛性を確保したタイヤ
従来例２、実施例１７、実施例１８は、交錯ベルトを配置せずに、カーカスプライ（ボディプライ）を交錯させることで、トレッド部の骨格部材の剛性を確保したタイヤである。交錯ベルトが配置されているタイヤと同じように、本発明の効果が確認できる。
従来例２に比べて、実施例１７は、乗り心地性能が改善され、トラクション指数も高い。また摩耗も抑制されていることがわかる。さらに、実施例１８は緩衝ゴム層を配置したタイヤであるが、実施例１５と同じように、トラクション指数が向上して、旋回時のトラクショングリップが向上するだけではなく、耐摩耗性能が向上している。

なお、スパイラルベルトにスチールを使っている点、また、プライを交錯させたためにサイドウォール部が硬くなっている点で、乗り心地性能の評点が全体的に低めになっている。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第２実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第３実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第４実施形態に係る二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 試験例で測定した力を説明する説明図である。 二輪車用空気入りタイヤの大キャンバ時での接地状態を示す説明図である。 二輪車用空気入りタイヤの直進時での接地状態を示す説明図である。 従来例の二輪車用空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。

符号の説明

１０ 二輪車用空気入りタイヤ
１４ カーカス層
１４Ａ カーカスプライ
１４Ｃ クラウン部
１５Ａ、Ｂ カーカスプライ
１８ トレッド部
２０ スパイラルベルト層（ベルト層、スパイラルベルト層）
２０Ｃ センター側スパイラルベルト部材
２０Ｌ、Ｒ ショルダー側スパイラルベルト部材
２０ＣＥ 端部
２０Ｅ 端部
２０ＬＩ、ＲＩ 端部
２１ ゴム被覆コード層
２４ 交錯ベルト層
２５Ａ、Ｂ 交錯ベルト部材
２０Ｅ 幅方向端部
ＣＬ タイヤセンター
Ｄ 間隔
ＴＳ トレッドショルダー部
Ｔ トレッド端
Ｗ１ 距離
Ｗ２ 距離
Ｗ３ 距離
３０ 二輪車用空気入りタイヤ
３２ ベルト補強層
３４ サイドウォール部
３６ サイド補強部材
４０ 二輪車用空気入りタイヤ
４２ 緩衝ゴム層
５０ 二輪車用空気入りタイヤ
８０ スパイラルベルト層

Claims (6)

1. 一枚以上のカーカスプライで形成されたカーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド部とを順次備え、
   前記ベルト層は、単線または並列した複数本のコードを被覆ゴム中に埋設してなる帯状のゴム被覆コード層をタイヤ周方向に対して０〜５度の範囲内のコード角度をなすようにスパイラル状に巻回してなるスパイラルベルト層を少なくとも１枚有する二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   タイヤセンターからトレッド端までのトレッド表面距離をＬとした場合に、タイヤセンターからトレッド表面に沿って０．６５Ｌ〜０．８５Ｌの位置までの範囲内にのみ前記スパイラルベルト層が存在し、
   前記スパイラルベルト層は、タイヤセンターを跨るセンター側スパイラルベルト部材と、タイヤ幅方向両側のトレッドショルダー側にそれぞれ配置された一対のショルダー側スパイラルベルト部材と、を備え、
   前記センター側スパイラルベルト部材と前記ショルダー側スパイラルベルト部材との隣り合う端部同士は、トレッド表面に沿って０．１Ｌ〜０．４２Ｌの範囲内の間隔で離れており、
   タイヤセンターから前記センター側スパイラルベルト部材の端部までのトレッド表面に沿った距離が０．０８Ｌ〜０．２５Ｌの範囲内であり、
   タイヤセンターから前記ショルダー側スパイラルベルト部材のタイヤセンター側の端部までのトレッド表面に沿った距離が０．２５Ｌ〜０．５Ｌの範囲内であることを特徴とする二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記スパイラルベル卜層の他に、少なくとも２枚の互いに交錯する有機繊維から成る交錯ベルト部材で構成される交錯ベルト層が配置され、
   前記交錯ベルト部材のタイヤ周方向に対するコード角度が３０〜８０度の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記スパイラルベルト層を構成するベルト部材が、全て前記交錯ベルト層よりもタイヤ半径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
4. タイヤ周方向に対するコード角度が８５〜９０度の範囲内とされた有機繊維コードを含むベルト補強層を、トレッド全幅２Ｌの９０％以上の幅で前記スパイラルベルト層と前記トレッド部との間に配置したことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
5. 前記ベルト補強層のタイヤ径方向内側に、厚みが０．３〜３ｍｍの範囲内の緩衝ゴム層を配置したことを特徴とする請求項４に記載の二輪車用空気入りタイヤ。
6. サイドウォール部に、タイヤ周方向に対する角度が０〜２０度の範囲内の有機繊維コードまたはスチールコードが配列されたサイド補強部材を、サイドウォール高さの２０％以上１００％以下の範囲で配置したことを特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項に記載の二輪車用空気入りタイヤ。

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